12000 m特深井自动化钻机研制与应用

为助力我国超深地层科学探索和万米以上深层油气发现,研制了2套12000 m特深井自动化钻机。该钻机配套15 m超高钻台底座、4600 kW高载重比绞车、3000 hp五缸钻井泵组、9000 kN交流变频顶部驱动装置等,满足万米超高压复杂井钻井作业需要;配套超大容量管柱自动化处理设备及集成控制系统,满足万米钻具自动化存储和排放要求,实现了管柱从堆场到井口的全流程作业自动化;全面应用电动驱动设备,控制更精准,运行更环保,低温环境适应能力强,安全性更高;顶部驱动装置、发电机组、国产变频器全面替代进口,国产化程度高。钻机现场应用效果表明:两套12000 m特深井自动化钻机综合钻井速度达到1.6 m/h,起下钻速度24.8柱/h,通过远程在线检测及专家诊断系统使钻机的平均故障率较在役石油钻机降低50%,可减少钻井作业人员3人/班,人员劳动强度大大降低。为我国万米级地层的油气田开发提供了装备保障。

风力发电石油电动旋挖钻机功率模糊控制

风力发电通过风转动风轮产生的动力驱动电机产生电能。由于风能具有不稳定性,因此风力发电石油电动旋挖钻机在工作过程中的运行功率不稳定。对此,提出一种风力发电石油电动旋挖钻机功率自动模糊控制方法。根据基本组合风概念计算实时风速;对风力发电石油电动旋挖钻机功率进行稳态分析,确定钻机功率不变时的钻机临界风速;当风速超过临界风速时,利用T-S模糊加权算法对风轮转速偏差展开控制,从而保证旋挖钻机功率在额定值内,实现稳定运行。实验结果表明:该方法预测的风速和实际值基本一致,最高转速仅为4.82 rad/s,控制精度始终高于0.95,说明该方法的功率控制效果好,有利于石油电动旋挖钻机的稳定运行。

模块钻机起升系统的效率提升研究

石油模块钻井设备是海洋石油勘探开发环节的重要设备之一。首先,介绍石油模块钻采设备的功能单元和结构。其次,分析模块钻机起升系统的动力选择,主要采用直流电动机驱动、液力传动和交流电动机变频3种方式。最后,探究提高起升系统效率的路径,可以通过配备双司钻操作系统、改进模块钻机的浆液输送系统、提高模块钻机的自动化水平等方式有效保障模块钻机起升系统的工作效率。

海洋石油钻机井架动力特性分析

对在役海洋石油钻机井架进行了结构动力特性分析,并采用有限元法将钻机井架各杆件简化为空间梁单元,对钻机井架三维计算模型进行了离散,给出了模态分析和稳定性分析结果.分析结果表明:井架的2根前立柱是钻机井架承载能力的薄弱环节;低阶振型反映井架的整体振动形式,当井架达到临界载荷时,井架结构出现失稳现象.

石油钻机维修可靠性研究

在役设备管理是企事业管理的重要组成部分 ,石油钻井行业对此一直比较重视 ,但是目前的管理状况还存在着很多问题。以石油钻机为研究对象 ,利用可靠度理论 ,确立了石油钻机的故障树 ,计算了系统及各基本部件的可靠性参数 ,对钻机系统进行了瞬时可靠度分析 ,同时 ,确定了石油钻机系统的可靠度指标 ,得到了石油钻机各基本部件的可靠度函数。根据可靠度函数 ,建立了以可靠度为准则的维修管理及经济评价模型。利用该模型 ,可以提高现场设备管理的效率 ,节约经济投入 ,使石油钻机系统的维修管理达到科学化。

一种基于模糊数学的钻机安全性综合评定方法

石油钻机属于复杂机械设备,其安全性和可靠性评估过程牵涉到多种因素,而且有些因素的影响,就概念来说是模糊的,很多时候只能作出定性的描述。为了对石油钻机进行评级,运用模糊数学的方法,根据钻机各个组成系统在整套钻机中所起的作用大小,确定各个系统的权重,再进一步细化,确定各个组成系统的关键部件和零件的权重。依据检测数据分析和专家经验,对钻机等级进行综合评判和分级。实例分析和验证表明该方法是可靠的。

关于我国石油钻机的发展建议

文章介绍了国外石油钻机的发展趋势 ,分析了我国石油钻机技术与国外技术水平存在的差距 ,并从 3个方面提出了关于发展我国石油钻机的建议。

石油钻机司钻工作空间设计

在对国产石油钻机司钻控制房调查的基础上,本着"以人为本"的设计理念,结合人机工程学理论,对司钻控制系统中的显示、操纵装置进行了分析,并给出了便于人操作的合理空间尺寸。

石油钻机直流电动机的现状与发展

本文阐述了世界石油钻机电驱动型式的发展概况，重点介绍美国ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ公司、ＥＭＤ公司、Ｂａｙｌａｒ公司、俄罗斯、荷兰、英国、罗马尼亚以及我国石油钻机直流电动机的结构特点、功率、变型、特性曲线以及技术发展特点。指出世界石油钻机直流电动机的发展趋势是：高功率、大扭矩、高效率、低损耗、适应性强、经济性好、可靠性高。结合我国具体情况，提出了进一步改进和利用现有直流电动机，研究与开发ＧＥ—７６１型直流电动机和串激直流电动机，研制电动机轴承和电刷，以达到１００％国产化的建议。

基于Deform石油钻具接头热挤压成形

采用刚粘塑性有限元方法,对石油钻具接头热挤压成形过程进行数值模拟,获得并分析成形过程与力能参数曲线,为热挤压成形工艺改进及模具结构优化提供依据,成功解决了锻件充不足、锻件抱死在凸模上以及凸模折断的工程实际问题。

2010年世界石油钻机技术发展水平预测

近年来，世界石油钻机有了很大发展，新出现了许多种石油钻机。笔者根据多年来对世界石油钻机技术发展的跟踪调查与分析研究，提出了２０１０年世界１２种新型石油钻机技术发展水平预测，阐述了１２种新型石油钻机的现状，也展望了２０１０年世界石油钻机技术发展远景。其１２种石油钻机是：自动化石油钻机、沙漠石油钻机、丛式井石油钻机、斜井石油钻机、海洋石油钻机、浅海和海滩石油钻井平台、微型石油钻机、特深井石油钻机、柔杆石油钻机、极地石油钻机、封闭式石油钻机、折叠式石油钻机等。

石油钻机绞车刹车盘叶型设计

针对石油钻机绞车刹车盘的散热问题,对刹车盘的长短S型叶片和长短直叶片进行了实体建模,并运用CFD对流场仿真分析.在有正反转要求且工作时间相同的条件下,得出了长短直叶片的质量流量最大,最有利于刹车盘的散热结论.实际生产证明与上述结论正确.

基于改进PSO算法的石油钻机微电网混合储能系统容量优化

针对石油钻机运行过程中经常出现负载突变以及钻具下放过程中产生的再生回馈制动能量没有充分利用的问题,提出将储能系统接入石油钻机微电网,从而减少能量的浪费并改善电能质量.然而储能系统的接入会增加其钻机微电网系统的成本,其成本一般占到微电网系统的1/4 1/3.为提高系统的经济性,减少其运行费用,提出一种石油钻机微电网混合储能系统的容量优化方法,以系统的全生命周期费用最小为优化目标,建立其容量优化模型,并通过优化加速因子改进了粒子群算法,最后采用算例在Matlab中进行仿真,从而验证其优化模型与算法的正确性和有效性.

石油钻采机械虚拟仿真建设

石油钻采机械是一整套涉及石油开发中钻井和采油的机械装置。它工艺复杂,部件繁多,操作及维修人员需要经过长期的实践才能熟悉和掌握。利用Solid Works软件建立其数字化三维模型,并结合国家级虚拟仿真实验教学中心的设备,建立了石油钻采机械虚拟仿真实验平台。该实验平台提供了一个与现实操作环境类似的虚拟钻采装置,可以供学生及维修人员进行参观、培训及操作,不仅有助于学生加深对装置的认知,提高操作技能,还能加深学生对理论知识的理解,提高创新意识。

石油修井机操控室人机分析

本文针对因人机工程模块中缺乏中国大陆成年人数字模型而导致CATIA软件在车辆人性化设计适用性差的现象,以GB10000-1988和石油修井机操控室结构设计参数需求为依据,建立了中国大陆成年男子P95、P50和P5人体数字模型和石油修井机数字化样机,完成了视野域、可操作域和坐姿舒适性人机工程分析,为提升国产汽车操作方便性、可靠性与安全性提供了理论依据。

地基土性质对石油钻机井架动力特性的影响

对石油钻机井架的振动进行了研究。强调指出 ,在这种振动分析中忽略底座与地基对井架振动的耦合作用 ,将导致工程上不允许的误差。在此基础上着重研究了地基土力学性质对井架动力特性的影响。由实际算例确定 ,在岩土及碎石土和亚粘土两种不同地基上 ,井架系统的前四阶固有频率将有高达 2 6 %的波动。首次确定了由于地基土力学性质的波动而导致的井架振动系统随机性的程度 。

全球石油行业上游支出现状及展望

自2014年下半年油价大幅下跌以来,全球油公司纷纷缩减上游支出。随着油价回升,上游支出将逐步复苏,而上游支出复苏的节奏和趋势,一定程度上是全球石油供需变化和价格波动的基础,也是影响油公司生产经营决策的重要依据。IHS、BP、EIA等机构研究认为,油价低谷已经过去,2017年将会继续缓慢波动回升,石油行业整体进入"谨慎乐观"时期。低油价以来各油公司降本增效措施已取得明显进展,经营支出水平持续下降,美国非常规油气开发成本降低近30%,海上项目作业周期大幅缩短。国际油公司成本降低大多是可以持续的,随着油价企稳,未来几年全球上游支出会平稳回升。短期看,北美非常规油气支出会快速反弹,中长期的增长重点则是深水、致密油和液态天然气等领域,但海上项目支出仍会继续下滑1~2年。

磁流变液石油钻机辅助刹车实验研究

磁流变液钻机辅助刹车是一种基于磁流变技术的新型辅助刹车。通过对自制的辅助刹车模型进行实验研究,得到了制动力矩随叶片直径、叶片宽度、励磁电流、磁流变液磁性材料含量和转速变化的关系曲线,为以后磁流变液钻机辅助刹车的设计制造奠定了基础。

机电复合钻机节能发电机系统相关问题探讨

针对机电复合钻机在使用时泵冲次与节能发电机发电频率的冲突问题,分析了现有复合钻机相关参数后,结合调速型液力偶合器,提出了2种解决方案。